- 電波暗室的確認方法
- 場地確認中存在的問題
- 半電波暗室的NSA法存在的問題
電波暗室作為電子設備輻射發(fā)射的試驗場地，其性能直接影響到受試設備輻射發(fā)射的試驗結果。在輻射發(fā)射測量的不確定度分量的評估中，場地的不確定度是主要的不確定度源之一。因此為了減小測量場地的不確定度對試驗結果的影響，CISPR16-1-4對場地的確認程序及其判據(jù)做出了嚴格的規(guī)定。在2004年之前，該標準只對半電波暗室30～1000MHz頻率范圍內(nèi)的場地確認方法做出了規(guī)定。當前的CISPR16-1-4不僅規(guī)定了30～1000MHz頻率范圍內(nèi)的半電波和全電波暗室的確認方法，同時還給出了1GHz以上的場地確認方法。本文對以上方法進行簡單介紹，重點討論使用這些方法進行場地確認時存在的問題。
1GHz以下的場地確認方法
1.半電波暗室的確認方法——歸一化場地衰減（NSA）
對于1GHz以下頻率范圍內(nèi)半電波暗室（SAC）的確認，CISPR16-1-4規(guī)定的方法為歸一化場地衰減法。為了獲得場地的NSA，首先應進行場地衰減（SA）的測量。場地衰減為信號源和測量接收機直通時測得的電壓，減去當信號源與發(fā)射天線連接，接收天線與發(fā)射天線之間的距離為3m（10m）,接收天線在1～4m（2～6m）進行高度掃描時測量接收機測得的最大電壓。當SA減去發(fā)射天線和接收天線的自由空間的天線系數(shù)即為NSA。如果測得的場地NSA與標準規(guī)定的NSA的差值在±4dB之內(nèi)即為合格。由于該確認方法涉及到發(fā)射天線和接收天線在自由空間的天線系數(shù)，因此這兩個天線系數(shù)的校準不確定度會直接影響受確認場地的性能判斷。
2.半電波暗室的確認方法——參考場地法（RSM）
CISPR/A將在CISPR16-1-4中引入?yún)⒖紙龅胤ǎ≧eferenceSiteMethod,RSM）作為歸一化場地衰減的替換方法，該項目目前處于CD階段。引入?yún)⒖紙龅胤ǖ哪康氖怯幸獗荛_發(fā)射天線和接收天線天線系數(shù)的問題，因為目前CISPR還沒有發(fā)布一個統(tǒng)一的天線校準的標準。參考場地法要求有基準場地作為參考試驗場地(REFTS)，CISPR16-1-5給出了確定參考試驗場地的方法。通過理論計算確定具有規(guī)定的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的一對可計算偶極子之間的場地衰減，然后使用此對可計算偶極子在參考試驗場地上進行實際測量，將測得的數(shù)據(jù)與理論值進行比較，如果符合CISPR16-1-5給出的判據(jù)，則認為此試驗場地可作為參考試驗場地。
進行場地確認時，應使用一對天線分別在參考試驗場地和符合性試驗場地（COMTS）上測量標準中規(guī)定位置的場地衰減，兩場地衰減之間的差值即為符合性場地的場地偏差，如果此差值在±4dB之內(nèi)即為合格。
3.全電波暗室的確認方法——自由空間的NSA法
對于1GHz以下全電波暗室的確認，使用自由空間的NSA法。發(fā)射天線為頻率范圍30～1000MHz的小雙錐天線。對于3m法場地，發(fā)射天線的最大尺寸不得超過40cm，接收天線為雙錐和對數(shù)周期天線或者兩者的組合天線。此場地確認為空間試驗，發(fā)射天線分別放在試驗空間的3個不同高度和每個高度的5個不同位置（見圖1）。測量距離為3m、5m或者10m。判據(jù)和歸一化場地衰減相同，只要測得的NSA和標準理論值之差在±4dB之內(nèi)即為合格。
圖1自由空間的NSA法的試驗布置[page]
圖2電壓駐波比法的試驗布置
1GHz以上的場地確認方法
1GHz以上的場地確認方法為CISPR16-1-4規(guī)定的場地電壓駐波比（SVSWR）法。發(fā)射天線應為偶極子類型的天線，其E-面和H-面的波瓣圖標準中作出了嚴格的規(guī)定。接收天線應為實際發(fā)射試驗時使用的喇叭天線或者對數(shù)周期天線。該場地確認也為一空間試驗（見圖2）。要沿著發(fā)射天線和接收天線之間的視軸線移動發(fā)射天線到標準規(guī)定的試驗點，然后計算這些點上場地電壓駐波比，如果場地電壓駐波比小于等于6dB即為合格。
場地確認中存在的問題
用于場地衰減測量的天線對場地衰減偏差（）有著顯著的影響，但是標準中并沒有提及這個潛在的問題。相反的是，通常認為在理想場地中（天線的校準場地）和受確認的場地中使用相同的一對天線，天線的影響最終會在中抵消。事實上，由于不僅取決于特定的天線，還取決于天線使用的場地，因此天線產(chǎn)生的影響并不能完全抵消。天線的影響包括天線平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的阻抗、天線振子與場地之間的耦合和天線波瓣圖的影響。
4.1確認半電波暗室的NSA法存在的問題
場地的NSA值與發(fā)射天線和接收天線的天線系數(shù)有著直接的關系。一方面，雙錐天線的天線系數(shù)是極化和接地平面上高度的函數(shù)；另一方面，自由空間的天線系數(shù)并不適合于接地平面上的NSA的測量計算。在頻率范圍30～200MHz使用雙錐天線，由于天線平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的阻抗，不同天線類型與地面的耦合不同。因此天線的輸入阻抗隨著頻率、接地平面上的高度和極化而變化。這些因素使得自由空間的天線系數(shù)與接地平面一定高度上的天線系數(shù)之間存在偏差，從而影響NSA的測量不確定度。對于實際使用中某些商業(yè)性的雙錐天線，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的阻抗是未知的，因而天線系數(shù)的偏差也是未知的。
在頻率范圍200～1000MHz使用的不同結構的對數(shù)周期偶極子天線有著不同的方向性。在高度掃描的過程中，入射到接收天線上的直射波和地面反射波的方向是變化的（相對于天線的方向圖），測得的SA值將會不同。因此對于不同的天線將產(chǎn)生不同的NSA計算結果。
為解決上述問題，ANSIC63.5：2006給出了具有50Ω和200Ω平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器阻抗的雙錐天線系數(shù)的修正方法。對于同一試驗場地，由于平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器阻抗的差異，ANSI的方法會得到不同的確認結果。這些修正計算僅對特定的天線模型和試驗布置是適用的。也僅有專業(yè)的實驗室具備進行這些修正計算的能力和資源。
4.2參考場地法存在的問題
對于CISPR/A正在制定的參考場地法也存在類似的問題。標準中并沒有規(guī)定用于比較參考試驗場地（REFTS）和符合性試驗場地（COMTS）的天線，在比較的過程中任何線極化天線都可以使用。因此具有不同平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器阻抗的一對雙錐天線，雙錐/對數(shù)周期的組合天線或者偶極子天線，對于相同的受確認的場地，最終得到的結果并不是唯一的。此外，與ANSIC63.5：2006天線系數(shù)修正方法不同的是，參考場地法通過計算兩場地衰減之間的差值作為場地評判的依據(jù)，參考試驗場地的誤差會直接傳遞給受確認場地（符合性試驗場地）的測量。這種影響對于垂直極化的場地測量影響尤為顯著，會引入較大的測量不確定度。因此不能認為在參考試驗場地上使用寬帶天線和使用CISPR可計算偶極子（見CISPR16-1-5）由場地引入的不確定度是相同的。
對于電波暗室的確認，不僅要進行30～1000MHz的場地測量，隨著CISPR16-2-3的測量頻率范圍擴至18GHz，電波暗室的確認也要擴至18GHz。因此在建造新的電波暗室的時候必需考慮到這個問題。對于30～1000MHz半電波暗室的確認，為了減小NSA法和參考場地法測量過程中的不確定度，也為了場地確認能夠溯源，應當對發(fā)射天線和接收天線的大小、波瓣圖和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的阻抗作出明確的規(guī)定。
